REAPROVEITAMENTO DO RESÍDUO DE LÃ DE VIDRO NA PRODUÇÃO DE ARGAMASSA Vieira, P.L.C.; Santos, N.A.; Louzada, D.M.; Araújo, G.S.; Della,V. P. Av. Vitória, 1729, Jucutuquara, 29040-780, Vitória - ES priscilaletro@yahoo.com.br Instituto Federal do Espírito Santo - IFES RESUMO Nos últimos anos, a incorporação de materiais alternativos, principalmente resíduos, em argamassas e concretos tem se tornado prática comum no ramo da construção civil. Face a este panorama, o presente trabalho busca analisar a possibilidade de utilização do resíduo de lã de vidro resultante da indústria siderúrgica em argamassas, em substituição parcial da fração fina da areia. Para conhecimento da sua composição química e mineralógica, o resíduo foi submetido aos ensaios de fluorescência (FRX) e difração de raios X (DRX). Foram produzidas argamassas com diferentes percentuais de incorporação de resíduos e realizados ensaios de consistência, absorção de água por capilaridade, resistência à compressão simples e à tração por compressão diametral. Os resultados foram comparados com uma argamassa de referência sem resíduo. Palavras-chaves: Lã de vidro. Argamassa. Resíduo. INTRODUÇÃO A intensa industrialização, o avanço de novas tecnologias e o crescimento acelerado da população tem ocasionado uma grande geração de resíduos, os quais se tornaram um sério problema urbano uma vez que o meio ambiente está se tornando incapaz de absorver quantidades tão crescentes de resíduos. Sendo assim, o estudo do reaproveitamento de certos resíduos tornou-se objetivo de pesquisa em todo o mundo (1) (2). Nessa busca, de soluções ambientalmente adequadas, destaca-se o setor da construção civil por apresentar grande potencial para o aproveitamento de resíduos 1594
sólidos, sendo que nos últimos anos tem se tornando prática comum a incorporação de resíduos em argamassas e concretos (3) (4). A lã de vidro, por suas características como leveza, facilidade de se moldar aos ambientes e, especialmente, pela alta capacidade de isolamento térmico, é amplamente utilizada nas indústrias. No entanto, devido às condições de trabalho, o material perde as propriedades de isolante térmico, transformando-se em um resíduo industrial (5). Por ser um resíduo volumoso e apresentar geração constante nas indústrias, a lã de vidro necessita de grandes áreas de aterro sanitário para disposição. Aliando este descarte e o potencial de aproveitamento de resíduos na construção civil, este trabalho propõe a incorporação do resíduo de lã de vidro em argamassas. A incorporação do RLV em argamassas e concretos foi estudada por Borges (5) e Evangelista (6). O objetivo deste trabalho, então, foi reaproveitar o resíduo de lã de vidro para produção de argamassas, sendo que o resíduo foi incorporado em substituição à fração fina do agregado miúdo. Os resultados demonstram que o resíduo atuou como fíler melhorando a resistência das argamassas. MATERIAIS E MÉTODOS Materiais utilizados Cimento Foi utilizado o cimento Portland CP III 40 RS, NBR 5735 (7), por ser um aglomerante que apresenta melhor desempenho em relação ao ataque alcalino do cimento com a lã de vidro, conforme constatado por Peruzzi (8) em seus experimentos com fibra de vidro, e Evangelista (6), em seus trabalhos com lã de vidro. Agregado miúdo Empregou-se agregados miúdos naturais, correntemente utilizados na construção civil, cuja composição granulométrica foi elaborada conforme a NBR 7214 (9). 1595
Resíduo de lã de vidro O resíduo de lã de vidro (RLV) foi fornecido pela empresa VALE S.A., situada no Município de Vitória - ES. Como o material original estava na forma de manta, inicialmente o RLV foi desfibrado manualmente e posteriormente submetido à moagem passando duas vezes no moinho de facas tipo Willye e em seguida no moinho almofariz pistilo, por aproximadamente 5 minutos. Após a moagem, o resíduo foi peneirado, até que pelo menos 65% do material passasse pela peneira com malha de 0,075 mm. Água Procedente da rede pública de abastecimento local. Aditivo Utilizou-se o aditivo hiperplastificante do tipo Glenium 61. Determinação dos traços Definiu-se para as argamassas o traço 1:3 (cimento:areia) e relação água/cimento de 0,48. A substituição do resíduo foi estudada em duas proporções: 20% e 40%. Determinou-se a dosagem de aditivo, para índices de consistências de 300±5 mm. Os ensaios foram realizados de acordo com a NBR 7215 (10). Os traços das argamassas estudadas são apresentados na Tab. 1. Traço Cimento (g) Tabela 1 - Proporções de misturas utilizadas Agregado miúdo (g) Fração grossa Fração média grossa Fração média fina Fração fina RLV (g) Água (g) Aditivo (g) 0% RLV 624 468 468 468 468-300 3,12 20% RLV 624 468 468 468 374,4 93,6 300 3,12 40% RLV 624 468 468 468 280,8 187,2 300 3,12 1596
Preparo das argamassas, moldagem e cura dos corpos de prova A mistura das argamassas, moldagem e cura dos corpos de prova foram de acordo com a NBR 7215 (10) em uma argamassadeira de eixo vertical, com capacidade de 20 litros. Caracterização das argamassas: Resistência à Compressão Simples e à Tração por Compressão Diametral Foram realizados ensaios de resistência à compressão simples e à tração por compressão diametral, conforme a NBR 7215 (10) e NBR 7222 (11) respectivamente, aos 3 e 28 dias. Absorção de Água por Capilaridade Aos 28 dias de idade os corpos de prova foram submetidos ao ensaio de absorção de água por capilaridade, segundo a NBR 9779 (12). RESULTADOS E DISCUSSÃO Caracterização físico-química do resíduo de lã de vidro Para incorporação do resíduo de lã de vidro nas argamassas, foi necessária a caracterização do resíduo, por meio da análise da sua composição química, bem como, da sua microestrutura. A determinação da composição química do resíduo foi possível com a técnica de fluorescência de raios-x. Os resultados mostraram que 80,69%% do peso do resíduo da lã de vidro é composto pelos óxidos de silício (SiO 2 ), de alumínio (Al 2 O 3 ) e de cálcio (CaO), sendo que a sílica consiste em seu componente majoritário, correspondendo a 68,54% do seu peso. Na caracterização da microestrutura do resíduo adotou-se a técnica de difração de raios. A Fig. 1 apresenta o difratograma obtido com os resultados desta análise. 1597
Intensidade 21º CBECIMAT - Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais 2Θ ( ) Figura 1 - Difratograma de raios X do resíduo de lã de vidro Pode-se observar que a curva é característica de um material amorfo, ou seja, formado por linhas sem picos marcantes associados à existência de fases cristalinas. Caracterização das argamassas Propriedades mecânicas Os resultados obtidos nos ensaios de resistência à compressão e de resistência à tração por compressão diametral são apresentados nas Fig. 1 e 2. Figura 2: Resistência à compressão simples Figura 3: Resistência à tração por compressão diametral 1598
Em análise aos gráficos nota-se que a resistência à compressão simples e a resistência à tração por compressão diametral aumentaram consideravelmente com a incorporação do RLV. Este comportamento indica que a incorporação do RLV como filer contribuiu para o empacotamento granulométrico, melhorando os requisitos de desempenho mecânicos avaliados das argamassas. Absorção de água por capilaridade: Os resultados médios da absorção de água por capilaridade das argamassas estudadas são apresentados na Fig. 4. É possível verificar que as argamassas com incorporação do RLV apresentaram o mesmo comportamento, ao longo do tempo, que as argamassas de referência. Figura 4: Absorção de água por capilaridade x tempo de exposição CONCLUSÕES Os resultados demonstram que a incorporação do RLV como fíler, em substituição à fração fina do agregado miúdo, melhora o desempenho mecânico de resistência à compressão e resistência à tração por compressão diametral das argamassas e diminui a absorção de água por capilaridade. Possivelmente o resíduo provocou a diminuição dos raios capilares reduzindo a movimentação da água na argamassa endurecida. 1599
AGRADECIMENTOS À FAPES e à Revertec Manufatura Reversa Ltda-ME pelo financiamento do projeto. À Vale S.A., pelo fornecimento da lã de vidro. À Concrevit Concreto Vitória, pelo fornecimento do aditivo. Ao Laboratório de Ensaios em Materiais de Construção do Centro Tecnológico da Universidade Federal do Espírito Santo - LEMAC (UFES) onde os ensaios das propriedades mecânicas das argamassas foram realizados. Ao Instituto Federal do Espírito Santo (IFES), por disponibilizar os laboratórios. REFERÊNCIAS 1. GARBALINSKA,H; WYGOCKA, A. Incorporation of fine concretes aggregates in mortar. Construction and buildings materials, 51, 258-266. 2014. 2. CRUZ, A.A.F. Estudo sobre a utilização do resíduo da queima da biomassa em argamassas. 2002. 99 p. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais). Universidade do Estado de Santa Catarina. Joinville, Santa Catarina. 3. LUCAS, D; BENATTI, C,T. Utilização de resíduos industriais para a produção de artefatos cimentícios e argilosos empregados na construção civil. Revista em Agronegócio e Meio Ambiente, volume 1, nº 3, p. 405-418, set/dez 2008. ISSN 1981-9951. 4. BRAGA, M; BRITO, J; VEIGA, B. Incorporation of fine concretes aggregates in mortar. Construction and buildings materials, 36, 968-968. 2012. 5. BORGES, P.R. Utilização de resíduos de lã de vidro em fabricação de concreto. 2007. 129 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) Universidade Federal de Ouro Preto. Ouro Preto. 6. EVANGELISTA, N. Estudo da utilização dos resíduos industriais de lã cerâmica e lã de vidro em argamassas e concreto. 2011. 186 p. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais) Universidade Federal de Ouro Preto. 7. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5735: Cimento Portland de alto-forno. Rio de Janeiro, 1991. 6 p. 8. PERUZZI, A.P. Comportamento das Fibras de Vidro Convencionais em Matriz de Cimento Portland Modificada com Látex e Adição de Sílica Ativa. 2002. 111 p. Dissertação (Mestrado em Arquitetura). Universidade de São Paulo. São Carlos. 2002. 1600
9. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7.214: Areia normal para ensaio de cimento - Especificação. Rio de Janeiro, 2012. 4 p. 10. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7.215: Cimento Portland - Determinação da resistência à compressão. Rio de Janeiro, 1996. 8 p. 11. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7.222: Concreto e argamassa - Determinação da resistência à tração por compressão diametral de corpos de prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 2011. 5 p. 12. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9.779: Argamassa e concreto endurecidos - Determinação da absorção de água por capilaridade. Rio de Janeiro, 2012. 3 p. REUSE OF WASTE OF GLASS WOOL IN THE PRODUCTION OF MORTAR ABSTRACT In recent years, the incorporation of alternative materials, especially waste, in mortars and concretes has become a common practice in the building industry. Against this background, this paper seeks to examine the possibility of using waste glass wool resulting from the steel industry in mortars in partial replacement the thin fraction of sand. To the knowledge of their chemical and mineralogical composition, the waste was subjected to x-ray fluorescence and diffraction assays. Mortars with different percentages of incorporation of waste were produced and performed flow test assays, Water Absorption by capillarity, compressive strength and compressive flexural strength. The results were compared with a reference mortar without residue. Keywords: Glass wool. Mortar. Waste. 1601